Contenuto

• L'importanza dei pixel o dei siti di foto
• L'approccio del pixel binning
• Chi sta usando il pixel binning in questo momento?
• Rendimenti decrescenti?

L'anno scorso ha visto il termine "pixel binning" spuntare regolarmente quando si parla di fotografia con smartphone. Il termine non evoca esattamente l'eccitazione, ma è una caratteristica che alimenta un sacco di telefoni oggi.

Allora, cos'è il pixel binning? Unisciti a noi mentre diamo un'occhiata a una delle principali funzionalità di fotografia per smartphone sul mercato.

L'importanza dei pixel o dei siti di foto

Per comprendere il pixel binning, dobbiamo capire che cosa è effettivamente un pixel in questo contesto.I pixel in questione sono anche noti come siti di foto e sono elementi fisici su un sensore della fotocamera che catturano la luce durante la fotografia.

La dimensione dei pixel viene solitamente misurata in micron (un milionesimo di metro), con qualsiasi cosa uguale o inferiore a un micron considerata piccola. Le fotocamere iPhone XS Max, Google Pixel 3 e Galaxy S10 offrono pixel da 1,4 micron di grandi dimensioni.

Inutile dire che vuoi sempre che i tuoi pixel siano grandi, poiché un pixel più grande può semplicemente catturare più luce di un pixel più piccolo. La capacità di catturare più luce significa prestazioni migliori nel pub o al crepuscolo, quando la luce è un premio. Ma i sensori della fotocamera dello smartphone devono essere piccoli per adattarsi ai fotogrammi più sottili di oggi, a meno che non ti dispiaccia un urto della fotocamera.

Le dimensioni ridotte del sensore dello smartphone indicano che anche i pixel devono essere piccoli, a meno che non si utilizzino semplicemente meno pixel (ad esempio un sensore a risoluzione inferiore). L'altro approccio consiste nell'utilizzare più pixel (ovvero un sensore a risoluzione più elevata) ma dovrai aumentare le dimensioni del sensore e gestire un urto o ridurre ulteriormente i pixel. Ridurre i pixel ancora di più avrà un effetto negativo sulle capacità di scarsa illuminazione. Ma è qui che il binning dei pixel può fare la differenza.

L'approccio del pixel binning

Una foto con pixel da 12 MP scattata con Honor View 20 da 48 MP.

Per riassumere in una frase, il pixel binning è un processo che vede i dati di quattro pixel combinati in uno solo. Pertanto, un sensore della fotocamera con minuscoli pixel da 0,9 micron produrrà risultati equivalenti a pixel da 1,8 micron quando si scatta una foto con pixel.

Come abbiamo detto nella nostra spiegazione della fotocamera da 48 MP, pensa al sensore della fotocamera come a un cantiere e ai pixel / fotosensori come secchi che raccolgono la pioggia nel cortile. Puoi posizionare un sacco di piccoli secchi nel cortile o diversi secchi più grandi invece. Ma il pixel-binning è essenzialmente l'equivalente di combinare tutti i piccoli secchi in un gigantesco bucket quando necessario.

Il più grande svantaggio di questa tecnica è che la risoluzione è effettivamente divisa per quattro quando si scatta una foto con pixel. Ciò significa che uno scatto su una fotocamera da 48 MP è in realtà 12 MP, mentre uno scatto su una fotocamera da 16 MP è di soli quattro megapixel.

Il binning dei pixel è generalmente reso possibile grazie all'uso di un filtro quad bayer sui sensori della fotocamera. Un filtro bayer è un filtro colorato utilizzato in tutti i sensori per fotocamere digitali, che si trova in cima ai siti di pixel / foto e cattura un'immagine con i colori rosso, verde e blu.

Il filtro bayer standard è composto da filtri verdi al 50 percento, filtri rossi al 25 percento e filtri blu al 25 percento. Secondo la risorsa fotografica Cambridge in Color, questa disposizione dovrebbe imitare l'occhio umano, che è sensibile alla luce verde. Una volta catturata, questa immagine viene interpolata ed elaborata per produrre un'immagine finale a colori.

Ma un filtro quad bayer raggruppa questi colori in gruppi di quattro, quindi utilizza l'elaborazione di conversione dell'array basata su software per abilitare il binning dei pixel. La disposizione del cluster fornisce informazioni più leggere durante il processo di conversione dell'array, rendendolo migliore rispetto alla semplice interpolazione / upscaling a 48 MP. Dai un'occhiata all'immagine sopra per vedere come funziona il filtro quad-bayer: noti come il raggruppamento dei vari colori differisce dal filtro bayer tradizionale? Noterai anche che riesce ancora a offrire filtri verdi al 50 percento, filtri rossi al 25 percento e filtri blu al 25 percento.

Adottando un filtro quad bayer e il pixel binning, si ottiene il vantaggio di scatti ad altissima risoluzione durante il giorno e scatti a pixel più bassi di notte. E queste immagini notturne dovrebbero essere più luminose e offrire un rumore ridotto rispetto allo scatto a piena risoluzione.

Chi sta usando il pixel binning in questo momento?

Se un produttore ha un telefono con una fotocamera da 32 MP, 40 MP o 48 MP, è quasi garantito offrire questa funzione. I dispositivi di spicco a questo proposito includono la serie Xiaomi Redmi Note 7, Xiaomi Mi 9, Honor View 20, Huawei Nova 4, Vivo V15 Pro e ZTE Blade V10.

Ma vediamo anche marchi con telecamere a bassa risoluzione che offrono opzioni di binning pixel, come G7 ThinQ di LG e V30s ThinQ. Questi dispositivi offrono una modalità Super Bright sulle loro fotocamere da 16 MP, utilizzando il pixel binning per darci scatti più luminosi da 4 MP. Abbiamo anche visto marchi come Xiaomi adottare telecamere da 16MP e 20MP con pixel binning, come Xiaomi Redmi S2 e Mi A2 rispettivamente.

Le fotocamere a risoluzione chiaramente più elevata sembrano più adatte alla tecnica (specialmente sulle fotocamere posteriori), poiché la risoluzione di uscita non è bassa. Ma ti fa anche chiedere quanto in alto puoi andare. Bene, una nuova intervista suggerisce che le fotocamere 64MP e 100MP + sono in lavorazione.

Rendimenti decrescenti?

Lo ha detto un dirigente di Qualcomm MySmartPrice i marchi lanceranno smartphone da 64MP e 100MP + entro la fine dell'anno. Questo potrebbe lasciarci rispettivamente scatti con pixel da 16 MP e almeno 25 MP. Ma a meno che queste fotocamere ad altissima risoluzione non abbiano sensori enormi per tutti quei pixel (pur mantenendo pixel di dimensioni comparabili ai sensori da 48 MP), potremmo essere delusi.

Dopotutto, se avessimo una fotocamera da 64 MP con pixel minuscoli da 0,5 micron, uno scatto con pixel sarebbe effettivamente l'equivalente di un'immagine da 16 MP da un micron. Quindi un produttore farebbe tutto questo sforzo per ottenere risultati simili alla selfie camera di OnePlus 6T o alla fotocamera principale di LG G7. Perché non adottare semplicemente un sensore da 12 MP simile alla serie Google Pixel o Samsung Galaxy S10?

Una possibilità è che queste telecamere ad altissima risoluzione possano combinare i dati di ancora più pixel per migliorare le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione. Ma non è chiaro se ciò sia possibile ancora tramite il binning dei pixel. Tuttavia, il Nokia 808 PureView ha utilizzato un cosiddetto metodo di sovracampionamento per combinare i dati fino a 14 pixel per uno scatto più pulito da 3 MP. E se 3MP è una risoluzione troppo bassa per i tuoi gusti, la fotocamera è stata anche in grado di combinare i dati da otto pixel per un migliore scatto da 5 MP (o dati da cinque pixel per uno scatto da 8 MP).

Anche se le fotocamere ad altissima risoluzione non si realizzeranno presto, l'attuale ritaglio di sensori da 40 MP e 48 MP sta già mostrando risultati impressionanti quando si utilizza il binning pixel. Con funzionalità in costante miglioramento come le modalità notturne, lo zoom migliore e l'intelligenza artificiale intelligente, al momento ci sono molte potenzialità per foto di smartphone migliori.